미국 에너지부의 NREL(National Renewable Energy Laboratory)이 이끄는 연구팀은 대규모 태양광 발전소에서 열 흐름 전달을 사용하는 태양광 모듈 냉각에 대한 새로운 접근 방식을 제안했습니다.

그들의 모델링은 행 간격, 모듈 패널 높이 및 기울기 각도와 같은 요소를 고려합니다. 스케일 입력은 또한 태양광 모듈 주변 또는 통과하는 공기 공간을 보여주기 위해 사용됩니다. 반대로 표준 모델에서 일반적으로 사용되는 길이는 PV 시스템의 구성을 무시하고 모듈 크기의 비율입니다.

과학자들은 "열대류 전달 곡선은 전산 흐름 시뮬레이션과 풍동 실험을 통해 생성되어 열 대류 전달을 단일 길이 단위를 통해 전체 PV 어레이의 간격을 설명하는 간격 길이 척도 값으로 설명할 수 있습니다."라고 과학자들은 주장했습니다. 간격 길이 척도를 사용하면 발전 정확도가 1.5% 향상될 수 있습니다.

그들의 기술-경제적 분석은 애리조나 주 피닉스에 있는 1MW 남향 PV 시스템을 고려했으며 다양한 열 간격 또는 지상 적용 비율(GCR)에서 30도의 고정 경사각으로 설치되었습니다. 연간 토지 임대 비용은 $0.054/m2로 가정했습니다. PV 시스템의 행 간격은 0.73에서 0.08의 GCR 값에 해당하는 2m에서 11m까지 다양합니다.

농업용 PV에 초점을 맞춘 또 다른 NREL 연구 프로젝트를 이끌고 있는 Jordan Macknick은 "증가된 간격으로 더 다양한 작물과 더 많은 유형의 농업 장비가 농업용 PV 시스템에 사용될 수 있습니다."라고 말했습니다. "이것은 이 간격을 둔 태양계를 더 비용 효율적이고 대규모 농업과 호환되도록 만들 수 있습니다."

모델링을 통해 팀은 최적의 LCOE(Levelized Cost of Energy) 포인트를 $0.29/kWh로 결정했으며 행 간격은 4.83~7.34미터 사이에서 다양합니다. LCOE는 2m 간격의 경우 $0.33/kWh, 11m 간격의 경우 $0.36/kWh였습니다.

팀은 미국의 연평균 주변 온도가 낮고 연평균 풍속이 보통에서 높은 기후에서 가장 큰 LCOE 개선이 발생했음을 발견했습니다. 그들은 IEEE Journal of Photovoltaics에 발표된 최근 연구인 "Varying Array Spacing에 의한 광전지 어레이의 대류 냉각에 대한 기술경제적 분석"에서 모델을 제시했습니다.

대류 태양열 모듈 냉각을 사용하기 위한 다른 권장 사항에는 PV 패널을 서로 가깝게 포장하고 바람 방향과 모듈 기울기를 고려하는 것이 포함됩니다.